2024苏教版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第3课时　化学平衡常数（含解析）

中小学教育资源及组卷应用平台
2024苏教版新教材高中化学选择性必修1
第3课时　化学平衡常数
基础过关练
题组一　化学平衡常数的定义及其影响因素
1.下列关于平衡常数的说法中,正确的是(　　)
A.化学平衡常数用来定量描述化学反应的限度
B.利用化学平衡常数判断化学反应进行的快慢
C.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关
D.一个化学反应达到平衡之后,若只改变一个因素使得平衡被破坏并达到新的平衡,则化学平衡常数一定变化
2.已知下列反应的平衡常数:①H2(g)+S(s) H2S(g)　K1;②S(s)+O2(g) SO2(g)　K2;则反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数是(　　)
A.K1+K2　　　　　B.K1-K2
C.K1·K2　　　 　　D.K1/K2
3.(2022山东省实验中学期中)O3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下:
反应①O3(g) O2(g)+[O](g)　ΔH>0　平衡常数为K1;
反应②[O](g)+O3(g) 2O2(g)　ΔH<0　平衡常数为K2;
总反应:2O3(g) 3O2(g)　ΔH<0　平衡常数为K。
下列叙述正确的是(　　)
A.降低温度,总反应K减小
B.K=K1+K2
C.适当升温,可提高消毒效率
D.压强增大,K2减小
4.(2022江苏常熟中学阶段学习质量检测)已知合成氨反应可逆且为放热反应,在一定温度和压强下,以下推论不正确的是(　　)
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH1、2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH2,则ΔH1+ΔH2=0
B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　K1、2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　K2,则K1·K2=1
C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH1、2NH3(l) N2(g)+3H2(g)　ΔH2,则ΔH1+ΔH2<0
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　K1、NH3(g) N2(g)+H2(g)　K2,则K1·=1
题组二　化学平衡常数的计算
5.(2020福建厦门湖滨中学期中)将4 mol SO2与2 mol O2放入容积为 4 L的恒容密闭容器中,在一定条件下反应达到平衡:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),测得平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1,则此条件下的平衡常数K为(　　)
A.4　　　B.0.4　　　C.0.25　　　D.0.2
6.将固体NH4I置于密闭容器中,在一定温度下发生下列反应:①NH4I(s) NH3(g)+HI(g);②2HI(g) H2(g)+I2(g)。达到平衡时,c(H2)=0.5 mol/L,c(HI)=4 mol/L,则此温度下反应①的平衡常数为(　　)
A.9　　　B.16　　　C.20　　　D.25
能力提升练
题组一　化学平衡常数的应用
1.(2021安徽皖北名校联考)已知反应①CO(g)+CuO(s) CO2(g)+Cu(s)和反应②H2(g)+CuO(s) Cu(s)+H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2,该温度下反应③CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是　(　　)
A.反应①的平衡常数K1=
B.反应③的平衡常数K=
C.对于反应③,恒容时,温度升高,H2浓度减小,则该反应的焓变为 正值
D.对于反应③,恒温恒容下,增大压强,H2浓度一定减小
2.(2020甘肃兰州期中)在一定体积的恒温密闭容器中,进行如下的化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度的关系如下表,根据以上信息推断以下说法正确的是(　　)
温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
A.此反应为放热反应
B.此反应只有达到平衡时,密闭容器中的压强才不会变化
C.此反应达到1 000 ℃时的反应速率比700 ℃时大
D.该反应的化学平衡常数越大,反应物的转化率越低
3.(2020安徽合肥期末)一定温度下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的反应热和化学平衡常数分别为ΔH和K,则相同温度时反应4NH3(g) 2N2(g)+6H2(g)的反应热和化学平衡常数分别为(　　)
A.2ΔH和2K　　　 　　B.-2ΔH和K2
C.-2ΔH和K-2　　　　　D.2ΔH和-2K
题组二　平衡转化率的计算
4.(2021山东德州一中月考)某温度下,在2 L的恒容密闭容器中充入气体A和气体B发生反应生成气体C,反应过程中各组分的物质的量随反应时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.t1 min时反应达到平衡状态
B.B的平衡转化率为10%
C.该反应的化学方程式可表示为A+3B 2C
D.该温度下,反应的平衡常数为300
5.(2021福建师范大学附属中学期中)一定条件下,发生反应X(g)+3Y(g) 2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.08 mol/L,则下列判断正确的是(　　)
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为0答案全解全析
基础过关练
1.A　化学平衡常数与化学反应进行的快慢无关,B项错误;化学平衡常数的大小仅与温度有关,与浓度、压强、催化剂无关,C项错误;温度不变,则化学平衡常数不变,D项错误。
2.D　H2(g)+S(s) H2S(g)的平衡常数K1=,S(s)+O2(g) SO2(g)的平衡常数K2=,反应H2(g)+SO2(g) O2(g)+H2S(g)的平衡常数K==,D项正确。
3.C　由2O3(g) 3O2(g)　ΔH<0可知,正反应为放热反应,则降低温度平衡常数增大,A项错误;由K==×=K1×K2,B项错误;适当升温,反应①的平衡正向移动,生成[O],反应②的平衡逆向移动,[O]的量增多,则可提高消毒效率,C项正确;平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,D项错误。
4.C　放热反应方程式颠倒,则为吸热反应,两者焓变相加等于0,A正确;反应方程式颠倒,则平衡常数互为倒数,两者平衡常数相乘等于1,B正确;同种物质液态能量比气态能量低,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH1是放热反应、2NH3(l) N2(g)+3H2(g)　ΔH2是吸热反应,但吸收的热量比前面放出的热量更多,因此ΔH1+ΔH2>0,C错误;K1=,则K1·=1,D正确。
5.A　平衡时SO3的浓度为0.5 mol·L-1,列三段式:
　 　　　　　　　　2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
起始浓度(mol·L-1) 1 0.5 0
变化浓度(mol·L-1) 0.5 0.25 0.5
平衡浓度(mol·L-1) 0.5 0.25 0.5
平衡常数K===4,A项正确。
6.C　由H2和HI平衡时的浓度可推算出反应①生成的HI和NH3的浓度都为0.5 mol/L×2+4 mol/L=5 mol/L,由于NH3没有转化,其平衡浓度仍为5 mol/L,而HI的平衡浓度为4 mol/L,则反应①的平衡常数为K=c(NH3)·c(HI)=5×4=20,C项正确。
能力提升练
1.B　反应①的平衡常数K1=c(CO2)/c(CO),A项错误;反应①的平衡常数K1=c(CO2)/c(CO),反应②的平衡常数K2=c(H2O)/c(H2),反应③的平衡常数K==,B项正确;对于反应③,恒容时,温度升高,H2的浓度减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,该反应的正反应为放热反应,焓变为负值,C项错误;对于反应③,恒温恒容下,若充入惰性气体,压强增大,平衡不移动,H2浓度不变,D项错误。
易错警示
　　由已知方程式构造目标方程式,以及理清化学平衡常数之间的关系是答题的关键。
2.C　随温度升高,平衡常数增大,说明正反应为吸热反应,A项错误;反应前后气体体积不变,压强始终不变,B项错误;温度越高反应速率越快,C项正确;化学平衡常数越大,反应物的转化率越高,D项错误。
3.C　正反应是放热反应,则逆反应就是吸热反应,反之亦然,所以4NH3(g) 2N2(g)+6H2(g)的反应热为-2ΔH。平衡常数是在反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,因此如果化学计量数不变的话,则逆反应的平衡常数是正反应平衡常数的倒数。逆反应的化学计量数均是原来的2倍,故C项正确。
4.C　t1 min时三种物质的物质的量相等,但由于t1 min后各种物质的物质的量继续变化,故该时刻反应未达到平衡状态,A项错误;反应开始时n(B)=2.0 mol,平衡时n(B)=0.2 mol,所以B的平衡转化率为×100%=90%,B项错误;根据图示可知A、B的物质的量在减少,C的物质的量在增加,说明A、B是反应物,C是生成物,在前10 min内三种物质的物质的量变化之比Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)= 0.6 mol∶1.8 mol∶1.2 mol=1∶3∶2,10 min后三种物质都存在,且物质的量不再发生变化,说明该反应为可逆反应,三种物质的物质的量变化比等于化学方程式中化学计量数的比,故该反应的化学方程式为A+3B 2C,C项正确;根据图示可知平衡时n(A)=0.6 mol,n(B)= 0.2 mol,n(C)=1.2 mol,由于容器的容积是2 L,故平衡时c(A)= 0.3 mol/L,c(B)=0.1 mol/L,c(C)=0.6 mol/L,故该温度下的化学平衡常数K==1 200,D项错误。
5.D　设X转化的浓度为x,
　　　　X(g)　　+　3Y(g)　　2Z(g)
初始: c1 c2 c3
转化: x 3x 2x
平衡: 0.1 mol/L 0.3 mol/L 0.08 mol/L
所以c1∶c2=(x+0.1 mol/L)∶(3x+0.3 mol/L)=1∶3,A错误;平衡时,正、逆反应速率相等,则Y和Z的生成速率之比为3∶2,B错误;反应前后X、Y气体的浓度比与其化学计量数之比相等,所以达到平衡状态时,转化率相同,C错误;假设Z完全来自X、Y的转化,则X的起始浓度为0.14 mol/L,但c3不为零,则c1<0.14 mol/L,且c1不为零,故021世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)